Evaluación del proceso de producción de ácido cítrico por fermentación con el uso de Aspergillus niger

María Augusta Guadalupe-Alcoser, Karina Gabriela Salazar-Llangarí, Karina Gabriela Salazar-Llangarí, Adrián Alejandro Rodríguez-Pinos, Adrián Alejandro Rodríguez-Pinos, Hannibal Lorenzo Brito-Moína, Hannibal Lorenzo Brito-Moína

Resumen


La evaluación del proceso de producción de ácido cítrico por fermentación con el uso de Aspergillus niger, se  realizó a través de cuatro modelos de simulación con el uso de un software para procesos, los parámetros de diseño fueron establecidos mediante estudios previos, que se ingresaron a la plataforma de cálculo, posteriormente los resultados obtenidos en cada modelo se analizaron técnica y económicamente, lo que permitió determinar el modelo óptimo de producción de ácido cítrico (Modelo dos), que determina una cantidad de producción de ácido cítrico de 6 914. 69 ton/año, una inversión total de $ 31 460 000 junto a un VAN (Valor actual neto) de $165 000 y un TIR (Tasa interna de retorno) del 8.05%, lo que indica que el proyecto se puede llevar a cabo y resulta rentable en un tiempo de retribución de 8 años.  Al modelo escogido se realizó un análisis estadístico descriptivo, aplicando una t-sudent; lo que confirma la aceptación de la hipótesis nula que quiere decir que el modelo dos es el más viable al mostrar una gran relación entre la media de producción (19.72 ton/lote) y la producción final del modelo (21.08 ton/lote), con una confiabilidad del 95%. El proceso consta de dos etapas: fermentación y aislamiento, que deben realizarse bajo las condiciones de operación (T= 25ºC y P= 1 atmósfera en la mayoría de las operaciones) y las condiciones óptimas de fermentación para el Aspergillus niger (T= 35ºC, pH= 5.8 y P= 1 atmósfera) que son adecuadas para obtener un producto de calidad que pueda ofertarse en el mercado nacional como internacional.  Finalmente, se comprueba que el uso de software permite desarrollar estudios técnicos sin la necesidad de recurrir a largos períodos de tiempo con análisis experimentales en laboratorio, es decir, nos ahorra: tiempo, costos de pre-diseño y errores.


Palabras clave


Ingeniería y tecnología química; procesos industriales; simulación/ superpro designer (software) / fermentación/ modelos de simulación/ variables/ parámetros de operación.

Texto completo:

PDF HTML XML

Referencias


Baker, S. (2006). Aspergillus niger genomics: Past, present and into the future. Medical Mycology , 17-21.

Bischof, S., Flincec, S., Budimir, A., & Kalenic, S. (2011). Cotton textiles modified with citric acid as efficient anti-bacterial agent for prevention of nosocomial infections. Croatian Medical Journal. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3046493/

Blanch, H. W., & Clark, D. S. (1997). Biochemical Engineering. New York: Dekker.

Cara, J., Gómez, X., Martínez, E., Rosas, J., & Fernández, C. (s/f.). Aplicación de SuperPro Designer en el análisis de sensibilidad en instalaciones para la producción de biocombustibles y bioproductos. Universidad de León, Departamento de Química y Fisica Aplicadas, León. Retrieved from http://www.coddiq.es/cidiq2016/wp-content/uploads/2015/02/P2.pdf

Castillo, Y. (2012, 10 10). Cristalización. Retrieved from Crystallization: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/yoanacastillo/materias/ope_4/cristalizacion.pdf

College of Science & Tecnology. (2017). College of Science & Tecnology. Retrieved from http://www.cst.ur.ac.rw/library/Food%20Science%20books/batch1/Food%20Processing%20Technology%20Principles%20and%20Practice,%20Second%20Edition/ch11.pdf

Costa, J., Cercera, S., F., C., Esplugas, S., Mans, C., & Mata, J. (1991). Curso de Ingeniería Química. Barcelona: Editorial Reverté.

Coulson, J., & Richardson, J. (1982). Ingeniería Química. Barcelona: Editorial Reverté.

Crueger, W., & Crueger, A. (1989). Biotechnology—A Textbook of Industrial Micro-biology, 2nd ed. Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc.

Designer, E. p. (2019).

Direct Industry. (2019). Dircet Industry. Retrieved from http://www.directindustry.es/prod/okawara-mfg-co-ltd-157584.html

DOE/NETL-2002/1169. (2017). Retrieved from Process Equipment Cost Estimation: http://www.osti.gov/bridge/purl.cover.jsp?purl=/797810-Hmz80B/native/

Drake, J. (2008). Proceso de desarrollo de aplicaciones de software. Santander.

García, L. (2013). Distribución T-student. Perú: Universidad Nacional Federico Villareal.

García, M., Quintero, R., & López, A. (2004). Biotecnología Alimentaria. México D.F.: Limusa.

GEA Group. (2019). GEA . Retrieved from https://www.gea.com/es/index.jsp

Green Planet Technologies. (2019). Green Planet Technologies. Retrieved from Green Planet Technologies

Grijalbo Fernández, L. (2016). Elaboración de inventarios de focos contaminantes UF1941. La Rioja: Editorial Tutor Formación.

Hansen, R., & Mowen, M. (2007). Administración de costos. México D.F.: Cengage Learning Editores.

Hernández, A. (2003). Microbiología Industrial. San José: Universidad Estatal a Distancia.

Himmeblau, D. (2002). Principios Básicos y Cálculos de Ingeniería Química. México: Pearson Educación.

HR Engineering Co. (2019). HR Engineering Co., India. Retrieved from https://www.indiamart.com/hr-engineering-corporation/

Jagani. (2010). An Overview of Fermenter and the Design Considerations to Enhance Its Productivity. Pharmacologyonline, 261-301.

Jiménez, A. (2003). Diseño de Procesos en Ingeniería Quimica. Barcelona: Editorial Reverté.

KINNEK. (2019). Retrieved from https://www.kinnek.com/product/bru-gear-fermenters-brite-tanks/

Kumar, A., & Jain, V. (2008). Solid state fermentation studies of citric acid production . African Journal of Biotechnology, 644- 650.

Lianhe Chemical Technology Co. (2019). Lianhe Chemical Technology Co. Retrieved from https://www.bloomberg.com/research/stocks/private/snapshot.asp?privcapId=30518319

Martínez, V. (2003). Simulación de procesos en Ingeniería Química. México: Plaza y Valdes.

McCabe, W., & Smith, J. (2003). Operaciones básicas de Ingeniería Química. Sevilla: Editorial Reverté.

Mujundar, A. (2016). Handbook of Industrial Driying. Boca Raton, FL: Taylor & Francis Group.

Mullin, J. (1972). Crystallitation. London: Butterworth & Co.

Muñoz, A., Sáenz, A., López, L., Cantú, L., & Barajas, L. (2014). Acido cítrico: Compuesto interesante. Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila.

Nonhebel, G., & Moss, A. (1979). El secado de sólidos en la industria química. Barcelona: Reverté.

NPTEL. (2017). NPTEL. Retrieved from http://nptel.ac.in/courses/103104043/Lecture_pdf/Lecture35.pdf

Okewale, A., Igbokwe, P., & Babayemi, K. (2015). Design of Pilot Plant Packed Column for the Dehydration of Water from Ethanol-Water Mixtures. Advances in Chemical Engineering and Science, 152-157.

Palacio, L., Tapias, H., & Saldarriaga, C. (2005). Métodos y algoritmos de diseño en ingeniería química. Antioquia: Universidad de Antioquia.

Papagianni, M. (2007). Advances in citric acid fermentation by Aspergillus niger: Biochemical aspects, membrane transport and modeling. Biotecnology Advances, 244-263.

Pérez, O., Ley, N., Regla , K., & González, E. (2016). Oportunidades de producción de ácido cítrico por vía fermentativa a partir de sustratos azucarados en Cuba. Centro Azúcar, 85-99.

Press Release Distribution. (2017). PRLOG. Retrieved from http://www.prlog.org/11293569-china-citric-acid-price-trend-outlook-2011.html

Rivada, F. (2008). Planta industrial de producción de ácido cítrico a partir de melazas de remolacha. Universidad de Cádiz, Facultad de Ciencias.

Roberts, L. (1979). Encyclopedia of Chemical Processing and Design (Vol. 8). New York: Dekker.

Sáez, A., Flórez, L., & Cadávid, A. (2002). Caracterización de una cepa nativa de Aspergillus Niger y Evaluación de la producción de ácido cítrico. Revista Universidad EAFIT.

Sánchez , O., Ortiz, M., & Betancourt, A. (2004). Obtención de ácido cítrico a partir de suero de leche por fementación con Aspergillus spp. Revista Colombiana de Biotecnología, 43-54.

SBS Ayrshire Ltd. (2019). Retrieved from http://www.sbsayrshire.com/

Schuster, E., Dunn, N., & Frisvad, J. (2002). On the safety of Aspergillus Niger- a review. Appl Microbiol Biotechnol, 428-435.

Strauss, W., & Mainwaring, S. J. (2011). Contaminacion del aire / Air Pollution: Causas, efectos y soluciones. México: Editorial Trillas .

Vázquez, R., Miranda, M., & Muñoz, G. (2014). Balance de materia y energía de Procesos Industriales. México: Grupo Editorial Patria.

Weissermel, K., & Hans-Jurgen, A. (1981). Química Orgánica Industrial. Barcelona: Editorial Reverté.




DOI: http://dx.doi.org/10.23857/dc.v7i3.2045

Métricas del Artículos

Cargando Métricas.....

Metrics powered by MI WEB PRO

Enlaces de Referencia

  • Por el momento, no existen enlaces de referencia


Copyright (c) 2021 María Augusta Guadalupe-Alcoser, Karina Gabriela Salazar-Llangarí, Karina Gabriela Salazar-Llangarí, Adrián Alejandro Rodríguez-Pinos, Adrián Alejandro Rodríguez-Pinos, Hannibal Lorenzo Brito-Moína, Hannibal Lorenzo Brito-Moína

URL de la Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.es

Polo de Capacitación, Investigación y Publicación (POCAIP)

Dirección: Ciudadela El Palmar, II Etapa,  Manta - Manabí - Ecuador.

Código Postal: 130801

Teléfonos: 056051775/0991871420

Email: [email protected]

URL: https://www.dominiodelasciencias.com/

DOI: https://doi.org/10.23857/pocaip